破坏胆固醇的肠道细菌可能会影响人们的心脏健康
在生活在消化道中的数千种细菌中，科学家们知道只有少数几种直接影响人类健康。现在，麻省理工学院布罗德研究所、哈佛大学和哈佛大学的研究人员发现了一组肠道细菌，它们可以代谢足够多的胆固醇，从而潜在地影响人们的新陈代谢。
他们的新研究今天发表在细胞宿主和微生物，发现拥有这些的人细菌在他们的肠子里有较低的胆固醇水平他们血液中的微生物含量比没有微生物的人高。这一发现可能解释了为什么有些人可以在饮食中摄入更多的胆固醇，而对血液胆固醇水平的影响却微乎其微。这也暗示着，通过饮食、益生菌或其他一种治疗来增加这些细菌的数量，也许有一天会成为帮助降低胆固醇水平的有效方法。
“这项研究为我们如何使用提供了路线图微生物基因和酶来控制新陈代谢和影响人类健康Ramnik Xavier说，他是这项研究的共同高级作者，同时也是布罗德免疫学项目的主任，该研究所传染病和微生物组项目的联合主任，麻省理工学院微生物信息学和治疗学中心的联合主任，麻省总医院的研究员，哈佛医学院的Kurt Isselbacher医学教授。
该研究的联合资深作者、哈佛大学化学和化学生物学教授、Broad研究所成员Emily Balskus说:“这项研究进一步证明，微生物组是解释为什么不同人的胆固醇水平不同的一个谜题。”
胆固醇的难题
细菌可以代谢胆固醇的观点并不新鲜;在20世纪初，科学家们报告了一种细菌的存在，这种细菌可以用化学方法将胆固醇转化为一种叫做粪甾醇的化合物。在老鼠、狒狒、猪甚至人类的肠道中都发现了产生粪醇的细菌，但人们对这些细菌的生物学特性知之甚少。
“很长一段时间以来，人们都知道一些肠道细菌可以从胆固醇中形成粪醇，但我们不知道是哪一种细菌种类正在做这件事，或者他们是如何做的，”这篇新论文的第一作者、布罗德大学和哈佛大学的研究生道格拉斯·肯尼说。
肯尼、巴尔斯库斯、泽维尔和他们的同事想知道这些细菌和血液胆固醇水平之间是否有联系。但是分离胆固醇代谢细菌并在实验室中培养它们被证明是困难的——在人类微生物组中发现的许多物种很难在实验室中培养。
相反，该团队转向大型微生物组数据集来挖掘基因这可能与胆固醇代谢有关。研究人员分析了来自美国3097人的肠道微生物群，并对这些微生物群中发现的近600万个微生物基因进行了测序。在微生物组样本中，625个样本还包括粪便中发现的粪甾醇水平的信息。
研究小组寻找的细菌基因只存在于排泄粪醇的人体内，而且与那些编码与胆固醇代谢功能相似的酶的基因相似。这使得科学家们只发现了四个可能与分解胆固醇有关的基因。
在此基础上，研究人员在实验室中对细菌进行基因改造，使其产生四种感兴趣的酶。他们锁定了一种可以代谢胆固醇的基因，他们将其命名为肠便代谢A (IsmA)。他们在基因数据中显示，这种基因存在于少量与微生物组相关的细菌中。
“一旦我们知道这是一种基因，我们就想回头看看人类群体，并问，‘一个人的微生物群中有这种基因，而另一个人的微生物群中没有这种基因，这两者有什么区别?’”肯尼说。
粪便的事实
研究小组发现，与不携带这种细菌基因的人相比，微生物组中携带IsmA基因的人粪便中排出的胆固醇要少55% - 75%。此外，具有IsmA基因的人血液中的胆固醇水平平均比微生物组中没有任何IsmA基因副本的人低0.15 mmol/L (2.7 mg/dL)。这比HMGCR和PCSK9等人类基因对血液胆固醇的平均影响更大，这些基因已知可以改变一个人的高胆固醇水平风险，并且是一些fda批准的降胆固醇药物的目标。
巴尔斯库斯说:“看到我们发现的特定基因和生物体与人们的新陈代谢和胆固醇水平有多么密切的联系，真是令人兴奋和欣慰。”
研究人员目前正试图分离携带IsmA的人类相关细菌，以进行进一步研究，并对coprostanol是否对人类健康有任何影响提出了更多的问题。但他们表示，他们的研究结果证实了一个人的微生物组的组成会影响他们的代谢健康。
Balskus说:“最终的长期目标是，我们想了解这种粪醇途径是否真的直接导致胆固醇水平降低。”“如果是这样的话，这就为开发一些技术提供了强大的动力胆固醇-降低干预措施微生物组．"
